10.1 电势能和电势(课件)
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第十章 1 《电势能和电势》课件ppt
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲线运动中
变化电场力的做功情况。夹角是锐角时,电场力做正功;夹角是钝角时,电
场力做负功;电场力和瞬时速度方向垂直时,电场力不做功。
(3)根据电势能的变化情况判断。由电场力做功与电势能变化的关系可知:
若电势能增加,则电场力做负功;若电势能减少,则电场力做正功。
是1 J ,这一点的电势就是1 V。
3.矢标性:电势是标量,但有正、负之分。
4.沿着电场线方向电势逐渐降低。
【自我检测】
1.正误判断,判断结果为错误的小题说明原因。
(1)只有在带电体只受静电力作用的条件下,静电力做功才与路径无关。
(
)
答案 ×
解析 无论带电体受不受其他力,静电力对带电体所做功均与路径无关。
B.B点电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
)
答案 C
解析 点电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定了零势能位置,B
点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值,故选项A、B错误;由于电
荷从A点移到B点的过程中是克服静电力做功6×10-8 J,故电荷电势能应该
选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的
位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向
运动,静电力对负电荷做正功,选项C错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,
但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项D
错误。
3.在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,则(
(2)负电荷沿电场线方向移动时,静电力做负功,电势能增加。(
变化电场力的做功情况。夹角是锐角时,电场力做正功;夹角是钝角时,电
场力做负功;电场力和瞬时速度方向垂直时,电场力不做功。
(3)根据电势能的变化情况判断。由电场力做功与电势能变化的关系可知:
若电势能增加,则电场力做负功;若电势能减少,则电场力做正功。
是1 J ,这一点的电势就是1 V。
3.矢标性:电势是标量,但有正、负之分。
4.沿着电场线方向电势逐渐降低。
【自我检测】
1.正误判断,判断结果为错误的小题说明原因。
(1)只有在带电体只受静电力作用的条件下,静电力做功才与路径无关。
(
)
答案 ×
解析 无论带电体受不受其他力,静电力对带电体所做功均与路径无关。
B.B点电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J
)
答案 C
解析 点电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定了零势能位置,B
点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值,故选项A、B错误;由于电
荷从A点移到B点的过程中是克服静电力做功6×10-8 J,故电荷电势能应该
选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的静电力和电荷的
位移方向相同,故静电力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向
运动,静电力对负电荷做正功,选项C错误;电荷在电场中虽然有静电力做功,
但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律,选项D
错误。
3.在静电场中,将一正电荷从A点移到B点,静电力做了负功,则(
(2)负电荷沿电场线方向移动时,静电力做负功,电势能增加。(
课件1：10.1 电势能和电势
命题视角 2 电势能的大小计算 例 2.将带电荷量为 6×10－6C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点，克服静电力做了 3×10－5J 的功，再从 B 点移到 C 点，静 电力做了 1．2×10－5J 的功，求： (1)电荷从 A 移到 B，再从 B 移到 C 的过程中电势能共改变了 多少？ (2)如果规定 A 点的电势为零，则该电荷在 B 点和 C 点的电势 能分别为多少？ (3)如果规定 B 点的电势为零，则该电荷在 A 点和 C 点的电势 能分别为多少？
(3)如果规定 B 点的电势为零，则 EpB＝0，电荷从电场中 A 点移到 B 点，克服静电力做了 3×10－5J 的功，若电荷从电场 中的 B 点移到 A 点，则静电力要做 3×10－5J 的功，即 WBA ＝3×10－5J． 所以 WBA＝EpB－EpA EpA＝EpB－WBA＝0－3×10－5J＝－3×10－5J 同理 EpC＝EpB－WBC＝0－1．2×10－5J＝－1．2×10－5J． [答案] (1)电势能增加了 1．8×10－5 J (2)3×10－5J 1．8×10－5 J (3)－3×10－5 J －1．2×10－5 J
3．电势能增减的判断方法 (1)做功判断法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷 的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定 增大． (2)电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能 逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大． 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电 场线的方向移动时，电势能逐渐减小．
[解析] 电子从 A 点到 B 点做加速运动，电场力向右，说明 场强方向向左，故选项 C 正确；电子由 A 点到 B 点的过程中， 电场力做正功，电势能减少，即 EpA>EpB，故选项 D 错误； 由于图象斜率表示加速度，电子的加速度逐渐减小，说明电 场力减小，场强减小，故选项 A、B 错误． [答案] C
电势能和电势ppt课件
重力做功具有跟路径无关的特点，静 电力做功是否也具有这一特点？
如图 10.1-2，在电场强度为 E的匀强电场中任取A、B两点， 把试探电荷q沿两条不同路径从 A点移动到B点，计算这两种情 况下静电力对电荷所做的功。
把q沿直线AB从A点移动到B点。在这个过程中，q受到的静电力F 与位移AB的夹角始终为θ，静电力对q所做的功为
能 (electric potential energy)，用Ep表示。
如果用WAB 表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EpA 和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为
当WAB为正值时，EpA > EpB ，表明静电力做正功，电势能减少。 当WAB为负值时， EpA < EpB ，表明静电力做负功，电势能增加。 这跟重力做正功或负功时，重力势能的变化情况相似。
由前面的分析可知，置于 A 点的电荷，如
果它的电荷量变为原来的几倍，其电势能也变
为原来的几倍，电势能与电荷量之比却是一定 的，与放在 A 点的电荷量多少无关。它是由电
➢这个结论虽然是从 匀强电场得出的， 但可以证明对于其
场中该点的性质决定的，与试探电荷本身无关。 他电场同样适用。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场 在这一点的电势（electric potential）。如果用φ表示电势，用Ep表 示电荷q的电势能，则
2.如图，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两
点．下列说法正确的是 A．M点电势一定高于N点电势
( AC )
B．M点场强一定大于N点场强
C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
3.将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服电场力做了3×10－5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5J 的功，则
如图 10.1-2，在电场强度为 E的匀强电场中任取A、B两点， 把试探电荷q沿两条不同路径从 A点移动到B点，计算这两种情 况下静电力对电荷所做的功。
把q沿直线AB从A点移动到B点。在这个过程中，q受到的静电力F 与位移AB的夹角始终为θ，静电力对q所做的功为
能 (electric potential energy)，用Ep表示。
如果用WAB 表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EpA 和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为
当WAB为正值时，EpA > EpB ，表明静电力做正功，电势能减少。 当WAB为负值时， EpA < EpB ，表明静电力做负功，电势能增加。 这跟重力做正功或负功时，重力势能的变化情况相似。
由前面的分析可知，置于 A 点的电荷，如
果它的电荷量变为原来的几倍，其电势能也变
为原来的几倍，电势能与电荷量之比却是一定 的，与放在 A 点的电荷量多少无关。它是由电
➢这个结论虽然是从 匀强电场得出的， 但可以证明对于其
场中该点的性质决定的，与试探电荷本身无关。 他电场同样适用。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场 在这一点的电势（electric potential）。如果用φ表示电势，用Ep表 示电荷q的电势能，则
2.如图，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两
点．下列说法正确的是 A．M点电势一定高于N点电势
( AC )
B．M点场强一定大于N点场强
C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
3.将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服电场力做了3×10－5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5J 的功，则
电势能和电势课件
小。
点拨:本题是圆周运动的力电综合问题,解决问题的方法是作好
两个分析,一是受力分析,二是运动分析,然后确定利用什么物理规律
来求解。
解析:(1)在 A 点,小球在水平方向只受静电力作用,根据圆周运
动规律得
2
qE=
所以小球在 A 点的速度 vA=
。
(2)在小球从 A 到 B 的过程中,根据动能定理,静电力做的正功
是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点
的电场强度和电势,则(
)
A.EA一定大于EB,φA一定大于φB
B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB
D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB
点拨:根据两个带等量正电荷的点电荷的电场线的分布图可解决
大 电势能 Ep 与它的电荷量 q 的比值
(2)E=
小 (2)φ=
E
F
, 在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能, 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
q
q
矢
标 标量
矢量
性
单
V(J/C)
N/C
位
(1)电势沿着电场强度的方向降低
联
(2)大小之间不存在任何关系,电势为零的点,电场强度不一定为零;电势高的地方,电场强度不一定大;电场
点拨:根据粒子的运动轨迹可确定粒子所受静电力方向,则可知
电场线的方向,判断出电势高低,即可得电势能的大小。
解析:无论粒子从A点还是从B点射入电场,由于运动轨迹向下弯
曲,说明粒子受静电力方向向下,可判明电场线的方向向上而不是
向下,A错误;粒子既可能从A点运动到B点,也可能从B点运动到A
点拨:本题是圆周运动的力电综合问题,解决问题的方法是作好
两个分析,一是受力分析,二是运动分析,然后确定利用什么物理规律
来求解。
解析:(1)在 A 点,小球在水平方向只受静电力作用,根据圆周运
动规律得
2
qE=
所以小球在 A 点的速度 vA=
。
(2)在小球从 A 到 B 的过程中,根据动能定理,静电力做的正功
是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点
的电场强度和电势,则(
)
A.EA一定大于EB,φA一定大于φB
B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB
D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB
点拨:根据两个带等量正电荷的点电荷的电场线的分布图可解决
大 电势能 Ep 与它的电荷量 q 的比值
(2)E=
小 (2)φ=
E
F
, 在数值上等于单位正电荷在电场中该点具有的电势能, 在数值上等于单位正电荷在该点所受到的静电力
q
q
矢
标 标量
矢量
性
单
V(J/C)
N/C
位
(1)电势沿着电场强度的方向降低
联
(2)大小之间不存在任何关系,电势为零的点,电场强度不一定为零;电势高的地方,电场强度不一定大;电场
点拨:根据粒子的运动轨迹可确定粒子所受静电力方向,则可知
电场线的方向,判断出电势高低,即可得电势能的大小。
解析:无论粒子从A点还是从B点射入电场,由于运动轨迹向下弯
曲,说明粒子受静电力方向向下,可判明电场线的方向向上而不是
向下,A错误;粒子既可能从A点运动到B点,也可能从B点运动到A
《电势能和电势》PPT课件
完成下列练习，并小组讨论以下问题：
（1）求出将+1C点电荷从B点移到O点电场力做功；
由 = −2 知： = −200
（2）若规定O点为零势能面，求出点电荷在B点的电
势能；
由 = − 知： = −200
（3）出B点的电势，并与A点的电势对比，分析沿电
（4）负电荷逆电场线移动，电势能如何变化？
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异
——存在两种电荷
课堂练习
下列说法中，正确的是（BC
）
A.把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
B.把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C.把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
= − = − × −
× −
=
=
= −
× −
小结：计算电势首先要规定零电
势处，电势有正负，正、负分别
表示该处的电势比零电势处电势
高或低，而不是方向，因此电势
是标量。
新知讲解
三、电势
【情景3】 如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，
做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什
么能呢？
新知讲解
二、电势能
电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。
把正电荷从A点移到B
把正电荷从B点移到A
+
正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，
电荷的电势能减少。
-
正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，即
电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。
（1）求出将+1C点电荷从B点移到O点电场力做功；
由 = −2 知： = −200
（2）若规定O点为零势能面，求出点电荷在B点的电
势能；
由 = − 知： = −200
（3）出B点的电势，并与A点的电势对比，分析沿电
（4）负电荷逆电场线移动，电势能如何变化？
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异
——存在两种电荷
课堂练习
下列说法中，正确的是（BC
）
A.把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
B.把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加
C.把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加
= − = − × −
× −
=
=
= −
× −
小结：计算电势首先要规定零电
势处，电势有正负，正、负分别
表示该处的电势比零电势处电势
高或低，而不是方向，因此电势
是标量。
新知讲解
三、电势
【情景3】 如图，匀强电场场强大小100N/C，OA、AB距离L均为1m，
做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什
么能呢？
新知讲解
二、电势能
电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。
把正电荷从A点移到B
把正电荷从B点移到A
+
正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，
电荷的电势能减少。
-
正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，即
电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。
《电势能和电势》ppt.教学课件
图1
解析 将负电荷从A点移到B点，静电力做负功，电势能增大. EpA＝qφA＝－5×10－9×15 J＝－7.5×10－8 J EpB＝qφB＝－5×10－9×10 J＝－5×10－8 J WAB＝EpA－EpB＝－2.5×10－8 J.
重点探究
一、静电力做功的特点 电势能
导学探究 1.如图2所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强
针对训练 (多选)如图4所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有 A、B、C三点，分别把带电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上， 关于它们所具有的电势能，下列说法中正确的是
√A.放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＞EpB＞EpC
B.放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＜EpB＜EpC C.放上带电荷量为－q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＞EpB＞EpC
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)只 有 在 带 电 体 只 受 静 电 力 作 用 的 条 件 下 ， 静 场线方向移动时，静电力做负功，电势能增加.( √ )
(3)某电场中，带电物体在A点具有的电势能EpA＝5 J，在B点具有的电势
√B.电势φ ＞φ ，场强E ＜E 原因是 ___________________________。
A B A B 三、天然放射现象、原子核的组成
(2) 箱子底部受到水的压强p2=ρgh2=1×103kg／m3×9. 8 N／kg×0.5 m＝4900 Pa， （组织学生讨论）说明：水对底部有压强。
√A.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少
B.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加 C.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少
解析 将负电荷从A点移到B点，静电力做负功，电势能增大. EpA＝qφA＝－5×10－9×15 J＝－7.5×10－8 J EpB＝qφB＝－5×10－9×10 J＝－5×10－8 J WAB＝EpA－EpB＝－2.5×10－8 J.
重点探究
一、静电力做功的特点 电势能
导学探究 1.如图2所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强
针对训练 (多选)如图4所示，在正点电荷的电场中的一条电场线上依次有 A、B、C三点，分别把带电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上， 关于它们所具有的电势能，下列说法中正确的是
√A.放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＞EpB＞EpC
B.放上带电荷量为＋q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＜EpB＜EpC C.放上带电荷量为－q的点电荷时，它们的电势能大小关系为EpA＞EpB＞EpC
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)只 有 在 带 电 体 只 受 静 电 力 作 用 的 条 件 下 ， 静 场线方向移动时，静电力做负功，电势能增加.( √ )
(3)某电场中，带电物体在A点具有的电势能EpA＝5 J，在B点具有的电势
√B.电势φ ＞φ ，场强E ＜E 原因是 ___________________________。
A B A B 三、天然放射现象、原子核的组成
(2) 箱子底部受到水的压强p2=ρgh2=1×103kg／m3×9. 8 N／kg×0.5 m＝4900 Pa， （组织学生讨论）说明：水对底部有压强。
√A.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少
B.若把一正点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加 C.若把一负点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少
电势能和电势 ppt课件
将不同质量的物体从地面搬到楼顶，重力势能 的变化不同，但是楼顶的“高度”是一定的。
匀强电场中任取一点A，取一点B，
并规定电荷在B点的电势能为0，引入 A
E
B
检验电荷置于A，其电势能为EPA。则
+
q
F
从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。
+2C …… -1C -2C …… 2E0 …… -E0 -2E0 ……
同理，在C点的电势能为： EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J
例 将电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－ 5 J的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？ (2)如果规定电荷在A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电 势能分别为多少？ (3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电 势能分别为多少？
的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？ (2)如果规定电荷在A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势 能分别为多少？ (3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势 能分别为多少？
(1)WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J 电势能增加了1.8×10－5 J (2)EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J
越低
C 电势能判断法：正电荷在电势能大的地方 电势高，负电荷在电势能小的地方电势高
课堂总结
一、静电力做功
与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。
二、电势能
电荷在电场中具有的势能，符号EP。
匀强电场中任取一点A，取一点B，
并规定电荷在B点的电势能为0，引入 A
E
B
检验电荷置于A，其电势能为EPA。则
+
q
F
从A点移到B点时电场力做功为WAB=EPA。
+2C …… -1C -2C …… 2E0 …… -E0 -2E0 ……
同理，在C点的电势能为： EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J
例 将电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克 服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－ 5 J的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？ (2)如果规定电荷在A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电 势能分别为多少？ (3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电 势能分别为多少？
的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？ (2)如果规定电荷在A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势 能分别为多少？ (3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势 能分别为多少？
(1)WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J 电势能增加了1.8×10－5 J (2)EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J
越低
C 电势能判断法：正电荷在电势能大的地方 电势高，负电荷在电势能小的地方电势高
课堂总结
一、静电力做功
与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。
二、电势能
电荷在电场中具有的势能，符号EP。
10.1电势能和电势—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册课件
【典例1】两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长 度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中, 杆与电场强度方向平行,其位置如图所示.若此杆绕过O点 垂直于杆的轴线转过180°,则在此转动过程中静电力做 的功为( )
A.0 B.qEl C.2qEl D.πqEl 解析:静电力对两小球均做正功,大小与路径无关,对每个 小球做的功为qEl,总功为2qEl,选项C正确. 答案:C
答案:电荷量为q的正电荷在A点的电势能为Ep1=WAO=
如图所示的匀强电场,电场强度为E,取O点为零势能点,A点到O点的距离为l,AO连线与电场强度负方向的夹角为θ.
2×10-4 J 1. 2qEl
D. 2.沿电场线方向移动电荷,其电势能逐渐减少.( × )
在这个过程中,试探电荷受到的静电力F与位移xAB的夹角始终为θ,静电力对试探电荷所做的功为WAB=FxABcos θ=qExABcos θ=qExAM.
3.在电势高处电荷具有的电势能大.( × ) 【典例1】两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与电场强度方向平行,其位置如图所
示.
(2)电势能判断法:正电荷在电势能大的地方电势高,负电荷在电势能小的地方电势高.
静综电合力 以做上功探与究路,你径能有总关结.出4静.电电力势在匀能强电是场中相做功对有什的么特,点规吗?定不同的零势能点,电荷在电场中某
W =E -E . 答案:可以用电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值定义一个新的物理量(电势)来表示电场的性质.
图乙中,若试探电荷沿任意曲线AANBB从A点移pA动到B点pB,静电力做的功为多少?
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0,或把电荷在大地表面的电势能规定为0. Ep2=WAO'=2Eqlcos θ,电荷量为nq的正电荷在A点的电势能为Ep3=WAO″=nEqlcos θ. 正值表示该点的电势高于零电势;负值表示该点的电势低于零电势. 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加. 这说明在匀强电场中,静电力做功与电荷经过的路径无关,与电荷在电场中的起始位置和终止位置有关.
《电势能和电势》PPT优质课件
E PA
4 10 5
A
V 20V
6
q
2 10
课堂训练
1.如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，O点为MN
连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，
它们均关于O点对称。下列说法正确的是（ ）
A. 电子在c、d两点的加速度相同
B. a、b两点的电势相同
电势能增减的判断方法
(1)做功判断法
无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要
电场力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐减小。
C. 电子在c点的电势能大于d点的电势能
D. 将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大
课堂训练
解析：A．根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度
大小相等，方向不同，则电场强度不同，由牛顿第二定律
可知，电子在c、d两点的加速度大小相等，方向不同，A不符合
题意；
B．MN间的电场线方向由M→N，根据沿电场线方向电势逐渐降
取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ
E PA
ELCOS θ
q
新知探究
知识点 3 电势
(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫电场在
这一点的电势。用符号φ表示。
(2)公式:φ＝ /q.
新知探究
知识点 3 电势
(3)单位:在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,且有1 V=1
4 10 5
A
V 20V
6
q
2 10
课堂训练
1.如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，O点为MN
连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，
它们均关于O点对称。下列说法正确的是（ ）
A. 电子在c、d两点的加速度相同
B. a、b两点的电势相同
电势能增减的判断方法
(1)做功判断法
无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要
电场力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方
向移动时，电势能逐渐减小。
C. 电子在c点的电势能大于d点的电势能
D. 将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大
课堂训练
解析：A．根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度
大小相等，方向不同，则电场强度不同，由牛顿第二定律
可知，电子在c、d两点的加速度大小相等，方向不同，A不符合
题意；
B．MN间的电场线方向由M→N，根据沿电场线方向电势逐渐降
取O点的电势能为零, 则:
EPA = q E L COSθ
E PA
ELCOS θ
q
新知探究
知识点 3 电势
(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫电场在
这一点的电势。用符号φ表示。
(2)公式:φ＝ /q.
新知探究
知识点 3 电势
(3)单位:在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,且有1 V=1
电势能和电势 课件
答案：A
题型三 带电物体在电场力、重力共同作用下的运动
一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如下图虚线所示，场 强方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过 程中，能量变化情况为( )
A．动能减小
B．电势能增加
C．动能和电势能之和减少 D．重力势能和电势能之和增加
【审题指导】解决本题的关键是进行正确的受力分析，然后根 据功能关系来解题．
(1)由等势面可判断电场中各点电势的高低及差别．
(2)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布
应 用
，可绘制电场线，从而确定电场的大体分布． (3)由等差等势面的疏密，可定性地确定某点场强的大 小．
(4)由等势面可判断电荷在电场中移动时静电力做功的
情况.
ห้องสมุดไป่ตู้
(1)点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面，如图甲所示．
解析：由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受力方向与 场强方向相反，粒子带负电，带电粒子从a运动到b过程中，电场力 做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，合外力做正 功，动能增加，并且电势能的减小值等于重力势能和动能的增加 值．
答案：C
④ 单位：V
单位：J
⑤ 联系：Ep＝qφ
3.电势高低的判断方法： (1)电场线法：顺着电场线的方向电势越来越低． (2)由电势和电势能的关系来判断：先由电场力做功情况判断电 势能的变化，再由电势和电势能之间的关系判断电势的升降情况． 需记住：对正电荷，电势越高电势能越大，电势越低电势能越小； 对负电荷，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大． (3)根据场源电荷的电场来判断．在正电荷产生的电场中，离它 越近电势越高；在负电荷产生的电场中，情况恰好相反．
题型三 带电物体在电场力、重力共同作用下的运动
一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如下图虚线所示，场 强方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过 程中，能量变化情况为( )
A．动能减小
B．电势能增加
C．动能和电势能之和减少 D．重力势能和电势能之和增加
【审题指导】解决本题的关键是进行正确的受力分析，然后根 据功能关系来解题．
(1)由等势面可判断电场中各点电势的高低及差别．
(2)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布
应 用
，可绘制电场线，从而确定电场的大体分布． (3)由等差等势面的疏密，可定性地确定某点场强的大 小．
(4)由等势面可判断电荷在电场中移动时静电力做功的
情况.
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(1)点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面，如图甲所示．
解析：由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受力方向与 场强方向相反，粒子带负电，带电粒子从a运动到b过程中，电场力 做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，合外力做正 功，动能增加，并且电势能的减小值等于重力势能和动能的增加 值．
答案：C
④ 单位：V
单位：J
⑤ 联系：Ep＝qφ
3.电势高低的判断方法： (1)电场线法：顺着电场线的方向电势越来越低． (2)由电势和电势能的关系来判断：先由电场力做功情况判断电 势能的变化，再由电势和电势能之间的关系判断电势的升降情况． 需记住：对正电荷，电势越高电势能越大，电势越低电势能越小； 对负电荷，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大． (3)根据场源电荷的电场来判断．在正电荷产生的电场中，离它 越近电势越高；在负电荷产生的电场中，情况恰好相反．
《电势能和电势》PPT教学课件
关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点
标矢性 电势能是标量，有正负但没有方向
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3．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电 荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做 功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少， 逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方 向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减 少。
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合作探究 攻重难
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静电力做功和电势能的变化
1．电场力做功正、负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角 时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时， 电场力不做功。
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(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲 线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正功； 夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电 场力不做功。
(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据 动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减 少，则电场力做负功。
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2．电势能的性质
性质
理解
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所 系统性
共有的，我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有 相对性
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2．电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场 源负电荷越近的点，电势越低。 (3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势 越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
标矢性 电势能是标量，有正负但没有方向
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3．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电 荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做 功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少， 逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方 向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减 少。
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静电力做功和电势能的变化
1．电场力做功正、负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角 时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时， 电场力不做功。
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(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲 线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正功； 夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电 场力不做功。
(3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据 动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减 少，则电场力做负功。
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2．电势能的性质
性质
理解
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所 系统性
共有的，我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有 相对性
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2．电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场 源负电荷越近的点，电势越低。 (3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势 越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
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问题：静电力做功的 特点？
一、电场力做功的特点
1.将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功：
匀
强
电 场 qA+ θ F
BE
M
W = F·|AB| cosθ = q E·|AM|
2.将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功：
匀
强
电
场
A
q+
θF
BE
M
对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM|
时，小球速度最大，由此可以知道在Q形成的电场中，
可以确定的物理量是（ A ）
b
A. b点的场强 B. c点的场强
a
C. b点的电势 D. c点的电势
O
例题8 关于电势和电势能的说法下列说法正确的是:（CD）
A.电荷在电场中电势越高的地方电势能越大；
B.电荷在电场中电势越高的地方，电荷量越大所具有的 电势能也越大；
WAB=E0。
E
B
q +1C +2C …… -1C -2C …… EPA E0 2E0 …… -E0 -2E0 ……
寻找表示电场能的性质的物理量
q +1C +2C …… -1C -2C …… EPA E0 2E0 …… -E0 -2E0 ……
E
A
B
+
F
q
EP 常量 q
常量与EP及q无关，即与试验电荷无关，反映电场本身 的某种性质；
例题3 计算电势能
有一电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B 点时,克服静电力做功6×10-4J,从B点移到C点时静电力 做功9×10-4J.问:
1.以B为零势能点，电荷A点时的电势能EPA1是多少?
2.如选取C点的电势能为零,则电荷A点时的电势能EPA2 又是多少?
EPA1 6 104 J
电场力：电荷之间的作用力
由物体和地面间的相对位置决定 EP由电荷间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变
电场力作功，电势能改变
重力做正功，重力势能就减少 电场力做正功，电势能就减少
重力做负功，重力势能就增加 电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
寻找表示电场能的性质的物理量
新人教版 必修三
第十章 静电场中的能量
第1节 电势能和电势
问题：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放，若只受
静电力作用，将如何运动?速度如何变化？动能如何变化？
E
+
F
在电场力作用下电荷做加速运动，一段时间后获得一定的速 度，试探电荷的动能增加. 思考：是什么能转化为试探电荷的动能呢?
曾经研究
功是能量转化的量度！！！
1、物体在重力场中具有重力势能。 2、重力做功引起物体重力势能的发生变化。
重力做功的特点
1、与路径无关，由初末位置的高度差来决定 2、重力做功WG与重力势能变化的关系
WG EP1 EP2 EP
类比：电荷在静电场中也会有势能吗？ 是电场力做功引起这种势能的变化吗？
方法：如何研究电场能的性质？ 可否用研究重力场一样的方法来研究呢？
与检验电荷无关
矢/标量
标量
矢量
匀 强 电 场A
q ++
θF
BE
7.沿电场线方向电势降低 （且降低的最快）
WAB -△Ep =qEl cos
例题7 .如图所示，水平固定的小圆盘A，带电量为Q，
电势为零，从盘心处O由静止释放一质量为m带电量为
+q的小球，由于电场力作用，小球竖直上升的高度可
达盘中心竖线上的c点，Oc=h，又知道过竖线上的b点
试探电荷q由A运动到AB中点：
WAO
qE
1 2
LAB
ΔEk↑
ΔEp↓
E pA
Ek
WAO
1 2
qELAB
思考：如何确定试探电荷在A点所具有的电势能？
2.电场力做功与电势能的关系
1、电场力做正功，电势能减少，减少的电势能等于电场力做的功。 电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功。
WAB EpA EpB Ep
2、电场力做的功等于电势能的减少量。
EpA Ek WAO qELAO
类比重力做功 与重力势能变 化
3、电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能位置时所做 的功。
二.电势能
1.概念：电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能
2.符号：EP
3.电势能与电场力做功的关系：
（1）粒子带__负__电；
B
（2）粒子在__B__点加速度较大；A
（3）粒子在__A___电动能大；
（4）A、B两点相比，___B___点的电势高。
电势能多大？
解：(1) WAB Fl
E
Eql 103 J
A+
B
q (2) 电势能减少
(3) 设B点的电势能 EPB 0
WAB = EPA－EPB =103JEPA 103 J
E
A+从该点移动到零势 能位置时静电力所做的功。
（通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为 零，或者把电荷在大地表面上的电势能规定为零）
总结：
在匀强电场中移动电 荷时,电场力做的功与电荷 经过的路径无关,与电荷的 起始位置和终止位置有关
上述结论对任意电场 都是成立的
二.电势能
1.概念：电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。
E
q
A +
FO
B
试探电荷q由A运动到B：
WAB qELAB ΔEk↑ ΔEp↓ EpA Ek WAB qELAB
3.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功：
匀 强 电 场 Aq+ θ F
BE
E B …. …. xn
….
….
x3
M
A
x2 x1
M
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
…………
x1 + x2 + x3 +…=?
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
（1）在甲图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，
静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？ （2）在乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处， 静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？
（1）否；否 （2）是；是；变小
重力势能与电势能类比
重力势能
电势能
重力：地球和物体之间存 在的吸引力
C.在正点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电势 能一定大于负电荷具有的电势能；
D.在负点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电 势能一定小于负电荷具有的电势能。
例题9 .如图所示，带箭头的线表示某电场的电场线。在 电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向 B点，径迹如图中虚线所示，试判断：
三.电势
匀 强 电 场A
q+
B E WAB E PA EPB
设EPB =0
θF
∵WAB qEl cos
EPA qEl cos
∴EPA El cos
q
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。
三.电势 1. 定义: 电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷
量的比值
2. 公式: = EP (计算时要代入正负号)
从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 10 5 J
A
EPA q
4 10 5 2 10 6
V
20V
使用公式求某点的电势 时，必须代正、负号
6.电势与电场强度的比较
电势
电场强度E
物理意义 反映电场能的性质 反映电场力的性质
由电场本身性质决定，由电场本身性质决定，
决定因素
与检验电荷无关
EPA2 3104 J
例题4 将一个-7.0μC的电荷从无限远处移到图示电场中的A点 时，电荷的电势能为-140μJ，问此过程中静电力做功 是多少？（设无穷远处电荷的电势能为零。）
W=140 μJ
例题5 甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号
点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线， O是连线中点。
1.与电场本身有关 2.与电荷所处电场中的位置有关
E
A
B
q+
F
在匀强电场中，取B点为零势能点，不同的电荷从A点移 动到B点电场力做功不同，在A点电势能不等。
寻找表示电场能的性质的物理量
匀强电场中任取一点A，取B
点并规定该点的电势能为0，引入
A
+
F
检验电荷置于A，其电势能为EPA。 q
从A点移到B点时电场力做功为
q
3. 单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C 4.标量 (有正负)
5. 电势具有相对性：
确定电势，应先规定电场中某处的电势为零。
例题6
将一电量为q=-2×10-6C的点电荷从电场外一点P移至电场中某
点A，电场力做功4×10-5J，求A点的电势A。（设P=0）
解: 设场外一点P的电势为 p 0
静电力对电荷做负 功，电势能增加
（1）带正电粒子从A运动到B，分析电场力的功和电势能的变化？ （2）如果从B运动到A，情况又如何？ （3）如果粒子带负电呢？
例题2 计算电势能
如图,在场强 E 103 N / C 的匀强电场中，点电荷q=+1c从A移